[发明专利]2-氰基-3-氯-5-三氟甲基吡啶与丁二腈的联合制备方法

说明书

本发明公开了一种2‑氰基‑3‑氯‑5‑三氟甲基吡啶与丁二腈的联合制备方法，属于有机化学领域。该方法以2‑氟‑3‑氯‑5‑三氟甲基吡啶、二氯乙烷为原料，在相转移催化剂作用下于氰化钾/钠溶液反应得到2‑氰基‑3‑氯‑5‑三氟甲基吡啶与丁二腈混合溶液，经过分层水洗，精馏后得到含量99％以上2‑氰基‑3‑氯‑5‑三氟甲基吡啶与含量99.9％以上丁二腈。本发明收率高、废水处理简单，副产物得到充分利用，2‑氰基‑3‑氯‑5‑三氟甲基吡啶收率可达到93％，丁二腈收率可达到95％。

技术领域

本发明属于有机化学领域，具体涉及一种2-氰基-3氯-5-三氟甲基吡啶与丁二腈的联合制备方法。

技术背景

2-氰基-3-氯-5-三氟甲基吡啶为一种重要的农药中间体，主要用于生产2-甲氨基-3-氯-5-三氟甲基吡啶盐酸盐，氟醚菌酰胺等农药化工产品。丁二腈为重要的医药中间体，也可以用来生产汽车涂料、电池添加剂等。

国外专利以2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶为原料与4-二甲氨基吡啶进行反应，经过结晶干燥后的吡啶盐，再与氰化钾或氰化钠反应，经过水洗蒸馏得到2-氰基-3氯-5-三氟甲基吡啶，收率为80％。该操作工艺繁琐，收率较低，且产生的含氰废水量极大，处理及为困难，不利于长期工业化生产。丁二腈制备主要采用丙烯腈与氢氰酸合成制成，对生产工艺要求极高，投资风险较大，废水量大处理困难。

为了减少三废，提高反应利用率，有必要通过反应过程来减少副产物，提高原料利用率，符合绿色化学的发展需求。

发明内容

为了克服现有工艺废水量大，难以处理的问题，本发明提供了一种2-氰基-3氯-5-三氟甲基吡啶与丁二腈的联合制备方法，过量的氰化钾/钠全部被二氯乙烷或二溴乙烷消耗。

本发明可通过以下途径实现上述目的，采用的具体方案如下：

一种2-氰基-3氯-5-三氟甲基吡啶与丁二腈的联合制备方法，包括如下步骤：

1)以2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶、二氯乙烷或二溴乙烷为原料，在催化剂作用下，有机溶剂中与氰化钾或氰化钠溶液反应得到2-氰基-3-氯-5-三氟甲基吡啶与丁二腈混合溶液。

2)将步骤1)所得溶液分层，萃取，有机层通过精馏获得2-氰基-3-氯-5-三氟甲基吡啶与丁二腈产品。

进一步地，在上述技术方案中，所述步骤1)中，2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶、二氯乙烷或二溴乙烷摩尔比为1：4-5，优选摩尔比为1：4。

进一步地，在上述技术方案中，所述2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶与氰化钾/氰化钠摩尔比为1：2-3，优选摩尔比为1：2。

进一步地，在上述技术方案中，所述催化剂为聚乙二醇、苄基三甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、4-二甲氨基吡啶等至少其中一种。

进一步地，在上述技术方案中，所述2-氟-3-氯-5-三氟甲基吡啶与催化剂摩尔比为1：0.02-0.03。优选摩尔比为1：0.025。

进一步地，在上述技术方案中，所述反应溶剂选自苯、甲苯、三甲苯、二氯乙烷、二溴乙烷、四氯化碳、邻二氯苯的至少一种。优选溶剂为二氯乙烷和二溴乙烷，既参与反应又作为溶剂。最优选溶剂为二氯乙烷，分离提纯较为简单。

进一步地，在上述技术方案中，所述步骤1)中，反应温度为30-100℃，优选反应温度为75-78℃。当加热至78℃以上温度控制要求较高，反应放热剧烈。

进一步地，在上述技术方案中，所述步骤2)中，分层、萃取操作为：将1)所得反应液降温至30-35℃，静置分层，下层为产品混合液；水层加入二氯乙烷或二溴乙烷后搅拌，静置分层，二氯乙烷/二溴乙烷层套用下一批次反应，水层检测氰根离子为0ppm后处理。水层可直接三效蒸发处理或直接蒸馏，回收的水可套用。